急倾斜煤层开采地表移动预计的空间转换方法

提出了急倾斜煤层开采岩层滑移空间理论模型和地表移动预计的空间转换计算方法。根据岩层受力变形特点和破坏机理,急倾斜煤层开采上覆岩层存在楔形破坏区和滑移变形区。楔形破坏区内岩层的弯曲变形为滑移变形区内岩层提供移动空间,即滑移空间。滑移空间决定了地表下沉盆地的形态。将急倾斜的开采空间转换为近水平的滑移空间,可直接利用概率积分法的理论和参数来计算急倾斜煤层开采地表移动变形,较好地解决了急倾斜煤层开采地表移动预计问题。     

特厚急倾斜煤层水平分层开采岩层及地表移动机理

以窑街矿区三矿地质条件为原型,采用相似材料模型试验方法,研究了特厚急倾斜煤层水平分层开采岩层移动机理和地表移动规律。结果表明,特厚急倾斜煤层水平分层开采时,浅部开采阶段岩层以应力拱结构控制岩层移动,深部开采阶段岩层以铰接岩梁结构控制岩层移动;根据覆岩破坏形式,将采动岩层移动分为松散岩块区和层状岩层区。揭示了特厚急倾斜煤层水平分层开采具有显著的重复开采和变方向传播的特征;随着工作面自上向下逐层布置回采,地表移动盆地具有向顶板侧扩展和下沉值不断累计的特点,最终形成一个整体的移动盆地。研究结果可为地表及岩层移动预测模型的建立提供依据,从而指导类似条件下煤炭资源的合理开发。     

急倾斜煤层开采非连续变形的相似模型实验研究

与缓倾斜煤层开采相比,急倾斜煤系地层常隐含软弱夹层,其露头容易出现台阶和裂缝;与切割岩层的结构比较,层间软弱面并不对移动盆地起全局控制作用,而只产生局部影响。通过综合考虑急倾斜地层与层间弱面两个因素,阐明了急倾斜煤层开采地表非连续变形的发生条件;采用相似材料模型实验,研究了岩层垮落、弯曲、离层的方式和形态;提出了急倾斜煤层开采岩层的层梁移动模式;揭示了地表非连续变形的形态特征和变形机理,为进一步研     

急倾斜矿层开采地表移动计算的皮尔森函数法的改进

急倾斜煤层开采时,由于采空区上部岩一石冒落向下滚动填充下部采空区,加剧了岩石沿层面方向的移动。此外,底板也会发生移动。因此使得急倾斜矿层的岩层和地表的移动与缓倾斜或水平矿层的移动过程很不相似,目前对急倾斜矿层地表移动规律的研究还很不够。为了解决急倾斜煤层开采的各种地表移动变形预计问题,文献根据淮南     

急倾斜煤层开采地表移动变形预计研究

急倾斜煤层的地质条件及破坏机理与水平煤层开采时有本质不同,急倾斜煤层开采引起的地表移动变形规律在国内外研究中属于薄弱环节,其地表沉陷预计是国内外开采沉陷研究领域尚未解决的难题之一。通过ANSYS数值模拟及计算机编程方法对急倾斜煤层开采地表移动变形预计进行了一定的研究,以期对急倾斜煤层的合理开采和矿区环境保护提供相关依据。     

急倾斜煤层深部开采岩层移动数值模拟研究

岩层移动规律随地质采矿条件的不同而存在较大差别。采用离散元数值模拟方法,结合唐山马家沟矿具体条件,研究了急倾斜煤层深部开采岩层移动规律与机理。研究表明:急倾斜煤层深部开采岩层移动垮落带发育到一定高度终止,其上位岩层以法向弯曲移动为主;采空区上方形成铰接岩梁结构,顶板岩层呈双端固支的梁弯曲,从而减缓了地表的变形。研究结论对于深部三下开采具有指导意义。     

急斜煤层开采覆岩非均衡破坏机理分析

在急斜煤层开采条件下,由于岩层受切向力大于法向力、采空区上山方向端部煤体的抽冒以及采空区下山方向受滚落矸石的充填等因素的综合作用,采场上覆岩层一般呈现出非均衡破坏特点.急斜煤层开采岩层移动也不同于缓斜煤层开采呈现出的冒落带、裂缝带和弯曲带分区特征。本文基于急斜煤层开采岩层受力特点,根据岩层弯曲变形假设、岩体拉张破坏准则,分析了急斜煤层开采岩层的破坏形态及弯曲变形和滑移变形分布特征,提出了楔形破坏区和滑移变形区的岩层移动分区模型,并与相似材料模型试验和现场实测结果进行对比分析.急斜煤层非均衡破坏机理的研究为急斜煤层开采覆岩稳定性评价、地表移动预计等技术研究提供了理论基础.     

特厚急倾斜煤层水平分层开采地表移动预计方法

特厚急倾斜煤层水平分层开采具有重复开采、沉陷影响累积的特点,其岩层移动模式和地表移动形态需要建立新的预测模型来描述。在实测分析和相似模型试验的基础上,根据急倾斜煤层开采覆岩与地表的移动的变形机理和传播方向变化特征,建立了基于开采影响传播角变化的特厚煤层水平分层开采地表移动的预计模型,提出了分层充分与非充分开采条件下沉系数与煤厚、采深、煤层倾角的波兹曼拟合关系式,提出了预计参数的确定方法。通过实例验证分析表明,预测模型能较好地反映实际规律,预计参数物理意义明确,易于确定。     

急倾斜煤层坚硬底板应力分布特征和岩移控制

 为了研究急倾斜煤层充填开采底板岩层移动的控制效果,基于龙湖煤矿南二采区急倾斜煤层的赋存条件,采用离散元UDEC数值计算,分析了急倾斜煤层采空区不充填和充填开采不同方式下底板岩层移动和应力分布特征。结果表明：急倾斜煤层开采底板岩层应力卸载区、应力降低区和支承压力区均呈非对称抛物线拱型分布;急倾斜煤层开采应力卸载角和卸载拱拱高均随煤层采厚的增加呈增大趋势;急倾斜煤层充填开采可以有效降低底板岩层卸载区、支承压力区范围和减小底板岩移,有利于急倾斜煤层采场围岩的稳定。     

急倾斜中厚煤层顶板破断特征及覆岩移动规律研究

为了研究急倾斜中厚煤层综采工作面开采过程中顶板破断特征、覆岩垮落规律及支架受力情况，以石洞沟煤矿31111工作面为工程背景，采用相似模拟实验研究了急倾斜中厚煤层矿山压力与岩层移动规律，获得急倾斜煤层开采顶板、底板、支架的应力分布规律，顶板岩层断裂与移动规律，并揭示了急倾斜煤层开采基本顶断裂的“厂”型结构；同时还进行了采动影响下采区巷道矿山压力与显现研究，获得急倾斜煤层群开采下部煤层采区巷道合理布置的区域。研究成果为该矿31111工作面综采液压支架选型、工作面岩层控制以及下部煤层采区巷道位置选择提供了重要参考依据。     

倾斜多煤层条带开采地表移动规律研究

条带开采是控制地表沉陷及采动损害的有效方法之一,但是目前对多煤层条带开采时地表移动规律研究不足,尤其是倾斜多煤层条带开采地表移动规律研究较少。对此进行研究,对控制地表沉陷,减轻采动损害具有重要的理论意义和实用价值。为此采用FLAC数值模拟软件,系统研究了倾斜多煤层条带开采中不同采深、不同采宽、不同层间距和上下煤柱的空间位置关系对地表下沉和水平移动的影响规律,建立了地表最大下沉和最大水平移动值与采深和错开程度、采宽和错开程度、层间距和错开程度的综合影响关系式。     

下覆工作面回采对斜井的影响分析

通过理论计算得出工作面开采覆岩破坏高度,利用关键层理论分析覆岩破坏、移动、控制规律,并对井筒下覆工作面回采对斜井的影响进行了论证,为工作面安全、高效回采提供了理论支持。现场矿压观测数据结果表明,斜井没有受到下覆工作面开采的影响。     

深部开采地表沉陷特征的数值模拟

随着煤矿开采深度的增加，深部岩体的力学行为在赋存状态改变的情形下趋于复杂，深部开采引起的地表沉陷不同于浅部．数值模拟与现场实测结果表明：当采宽一定时，深部开采中的地面各项移动变形值均小于浅部，对覆岩局部和地面起控制作用的关键层增多，影响了深部开采中的地表沉陷．深部的煤岩体在高地应力状态下受采后高附加应力的影响，远离工作面的煤柱均出现不同程度的压缩变形现象，煤岩柱整体压缩变形是深部开采地表沉陷的特殊组成部分，导致了、深部开采引起的地面影响范围及岩层内部移动边界线都大于浅部，这对深部开采岩层移动角参数有很大影响．     

急倾斜煤层群开采覆岩破坏与煤柱稳定性数值模拟

利用数值模拟的方法,以北京木城涧煤矿大台井建筑物下压煤开采为工程背景,研究了急倾斜煤层群开采条件下覆岩破坏和煤柱稳定性的规律,为急倾斜煤层群建筑物下压煤开采提供了必要的技术依据。     

基于数字散斑技术的煤层群开采覆岩运移规律试验研究

为研究缓倾斜近距离煤层群开采时上覆岩层运移及含水层水动力演化规律,防止煤层群下行开采时发生突水事故,采用流固耦合相似模拟试验、应用数字散斑技术、理论分析等研究手段对某煤矿六采区综采工作面煤层群开采后的顶板变形破坏进行研究。结果表明:(1)14~#上组煤层开采过程中,隔离煤柱能够较好地控制顶板的移动变形,15~#下组煤层重复开采时会破坏上组煤层隔离煤柱,导致顶板的变形破坏加剧;(2)煤层群开采后覆岩位移传播方向为竖直方向,同一岩层位移呈现出中间下沉量大、两侧下沉量小的盆地特征;(3)应用数字散斑技术测得14~#上组煤层和15~#下组煤层开采后覆岩位移最大影响高度分别为29.0m和32.8m,与经验公式法计算结果进行对比,观测误差分别是1.8%和5.3%;(4)工作面依次下行开采14~#煤层和15~#煤层时,K_4含水层有发生突水的危险。     

煤矿“三软”煤层开采地表移动规律及机理研究

掌握岩层与地表移动移动规律是进行“三下”采煤研究、煤矿采动损害评价及建筑物保护的重要依据。“三软”煤层储量在我国煤矿开采中占据了相当大的比例,其采动地表移动规律有其自身特点。以梁北矿典型综采工作面为研究对象,通过建立地表移动观测站,进行现场实测,分析了“三软”煤层综放开采地表移动与变形规律。基于关键层理论,阐明了“三软”煤层综放开采覆岩破断机理,理论解释了工作面开采后地表下沉机理,为梁北煤矿“三软”煤层综放开采及类似地质条件矿区的地表破坏预计及控制提供参考。     

上行开采上覆岩层运动规律及可行性研究

地下煤层开采,采场顶板垮落、覆岩沉降和破坏乃至地表沉陷变形是一个整体全过程,是一个统一系统,在此思想的指导下,对地表沉陷规律与上行开采过程中覆岩沉降规律进行了分析和比较,得知垮落带与断裂带高度是否进入到上层煤是煤层能否进行上行开采的关键,同时对影响上行开采的几大因素进行了分析。通过比值法、"三带"判别法、围岩平衡法、数理统计法对七五煤矿下组煤上行开采的可行性进行了研究论证,得知上行开采是可行的;为上行开采的上覆岩层运动规律理论分析与可行性研究论证提供了重要经验和借鉴。     

多煤层重复采动覆岩破坏高度发育规律研究

为了研究多煤层重复采动下覆岩破坏高度的发育规律,以公乌素煤矿三煤层开采为工程背景,通过现场实测、数值模拟研究方法,得到了单层开采和三层重复开采时16煤1604工作面覆岩导水裂缝带高度,采用3DEC数值模拟研究了单煤层开采及重复采动覆岩的破坏特征,理论分析了重复采动覆岩裂隙发育机理及裂缝带高度的计算方法。结果表明：钻孔冲洗液观测与钻孔窥视结合实测法更准确,公乌素16煤重复采动条件下,裂采比15.14,垮采比3.15|模拟显示采空区两侧裂隙发育明显且为离散裂隙,中部裂隙闭合,裂隙高度与实测较为接近|提出了3种不同程度的重复采动裂缝带发育高度的计算方法,为确定重复采动条件下覆岩裂隙发育高度提供理论依据。     

急斜放顶煤开采围岩破坏规律立体模拟研究

通过大型组合堆体立体模拟架，对急斜煤层开采过程中围岩及上覆层变形破坏特征进行了模拟研究．研究发现急斜水平分段放顶煤开采围岩破坏主要向顶煤和顶板两个方向发展．顶煤在冒放过程中可能成拱．随着工作面的推进和顶煤的放出，破坏向上发展．煤层开采后形成的沉陷由最初在地表生成的孔洞发展为孔洞间的贯通．形成塌陷坑．随着塌陷坑周边岩体的垮落，最终形成主要沿顶板及走向发展的深槽形塌陷坑．沉陷表现为反复多次沉陷，塌陷坑内垮落体整体呈现为由底板侧朝顶板侧的台阶式下降分布．     

浅埋煤层采动覆岩运动相似材料模拟研究

为分析伊犁一矿首采工作面浅埋煤层采动覆岩运动特征,进行了相似材料模拟研究。分析了直接顶破坏、老顶破坏、采动覆岩破坏高度发展等规律,并进行了切顶冒落分析。研究结果表明,首采工作面具有采动覆岩破裂高度随工作面推进而增大,采动覆岩破裂高度在充分采动前约为采空区跨度之半等规律。试验过程和理论计算均未出现切顶冒落现象。研究结果可为矿区首采工作面煤层安全开采提供理论依据,同时,对分析其他浅埋煤层安全开采覆岩运动规律具有一定的借鉴意义。